TEXT Sebastian Wolking
Die Euphorie um Wasserstoff kennt keine Grenzen.
Von grünem Wasserstoff, der mit erneuerbaren Energien und modernen Elektrolyseanlagen hergestellt wird, könnten Wirtschaft und Umwelt gleichermaßen profitieren. Mit der Nationalen Wasserstoffstrategie hat die Bundesregierung zum ersten Mal einen Handlungsrahmen für die künftige Erzeugung, den Transport, die Nutzung und Weiterverwendung von Wasserstoff und dessen Folgeprodukten vorgegeben. Doch damit der Aufbruch ins Wasserstoffzeitalter Realität wird, darf es nicht bei Ankündigungen bleiben.

Das grün-
goldene
Zeitalter

n der Börse wird die Zukunft gehandelt, heißt es. Geht man nach dem Börsensprichwort, dann gehört die Zukunft Wasserstoff. Die Aktien von Wasserstofffirmen wie Nel, McPhy oder ITM Power haben im Corona-Jahr 2020 eine regelrechte Börsenrallye hinter sich, stiegen innerhalb weniger Monate um über 100 Prozent und mehr. US-Truckhersteller Nikola Motors war schon kurz nach dem Börsengang im Juni mit rund 20 Milliarden US-Dollar wertvoller als Fiat, ohne je einen US-Dollar Umsatz erwirtschaftet oder einen einzigen Wasserstoff-Lkw verkauft zu haben. Bei Investoren und Unternehmen herrscht pure H2-Euphorie. Dass die Potenziale von Wasserstoff und von wasserstoff-basierten Produkten enorm sind, darüber sind sich Erzeuger und Anwender international einig. Jetzt müssen sie nur noch gehoben werden.
In Deutschland fiel der Startschuss ins Wasserstoffzeitalter mit der Nationalen Wasserstoffstrategie, die im Juni vorgestellt wurde. Wasserstoff ist ein vielfältig einsetzbarer Energieträger, heißt es im Dokument, der bei der Erreichung der Klimaziele 2030 helfen soll. 38 Einzelmaßnahmen sollen die Strategie mit Leben füllen, die gesamte Wertschöpfungskette abdecken: Erzeugung, Transport, Speicherung und Verwendung von Wasserstoff. „Die Bundesregierung hat sich mit der Wasserstoffstrategie sehr ehrgeizige Ziele gesetzt“, sagt der CDU-Bundestagsabgeordnete Stefan Kaufmann, den die Bundesregierung zum ersten Innovationsbeauftragten „Grüner Wasserstoff“ auserkoren hat. „Wir meinen das ernst.“ Insgesamt neun Milliarden Euro stellt die Bundesregierung für den Markthochlauf bereit.
Derzeit liegt der nationale Verbrauch von Wasserstoff bei 55 bis 60 Terawattstunden pro Jahr. Dabei handelt es sich aber größtenteils um grauen Wasserstoff, der aus fossilen Brennstoffen erzeugt wird und enorme CO₂-Emissionen freisetzt. Er wird hauptsächlich in der Chemieindustrie, bei der Herstellung von Ammoniak, Methanol und konventionellen Kraftstoffen verwendet. Der Wasserstoff der Zukunft soll möglichst schnell klimafreundlich erzeugt werden, also mithilfe erneuerbarer Energien hergestellt werden und eine noch breitere Anwendung erfahren. Für 2030 rechnet die Bundesregierung mit einem grünen Wasserstoff-bedarf in Deutschland von insgesamt 90 bis 110 Terawattstunden. Andere Prognosen kommen sogar auf 380 Terawattstunden.

„Es gibt viele
Länder, die großes Interesse an der Erzeugung und dem Export
von grünem
Wasserstoff haben.“

Stefan Kaufmann,
Innovationsbeauftragter „Grüner Wasserstoff“
der Bundesregierung
Wasserstoff als Grundlage für synthetische Kraftstoffe
Aber warum beim Wasserstoff aufhören? Ein technischer Verfahrensschritt weiter und es kann ein sofort universell einsetzbarer und logistisch einfach zu transportierender Flüssigkraftstoff für verschiedene Anwendungsbereiche global verfügbar gemacht werden. Der Wasserstoff ist dafür das Ausgangsprodukt, der durch den Prozess der Elektrolyse aus der Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gewonnen wird. Auch die Strategie der Bundesregierung greift dies auf, in der Wasserstoff „zukünftig als Basis für synthetische Kraft- und Brennstoffe“ bezeichnet wird. Stammt der dazu benötigte Strom aus regenerativen Quellen, ist auch der Wasserstoff klimaneutral. Mit einem weiteren Produktionsschritt, der Synthese, wird der Wasserstoff mit Kohlendioxid zu einem flüssigen Kraftstoff „veredelt“. Dieser kann ohne zusätzlichen technischen Aufwand unter atmosphärischen Umgebungsbedingungen gelagert, transportiert und genutzt, sprich getankt, werden. Die Bundesregierung spricht in der Strategie vom Transport von Wasserstoff in Form von PtX-Folgeprodukten, die „leicht und sicher über weite Strecken transportiert werden“ können.
Ein solcher synthetischer Kraftstoff kann konventionelle Kraftstoffe schrittweise ersetzen und so den weltweiten Fahrzeugbestand klimaneutral machen – vom Pkw über Schiffe bis hin zu Flugzeugen. Das wäre die Energiewende im Verkehr, dazu bräuchte es keine Anpassung oder Ersetzung der Antriebe und auch nicht der seit Jahrzehnten bestehenden Verteil- und Tank­infrastruktur.
Auch bis zur Politik ist mittlerweile die Expertenmeinung durchgedrungen, dass eine bezahlbare Energiewende gerade im Verkehrsbereich nur mit Nutzung klimaneutraler flüssiger Kraftstoffe zu erreichen ist. Um den Markthochlauf dieser synthetisch hergestellten Kraftstoffe im Verkehrssektor in Deutschland in Schwung zu bringen, bedarf es einer zügigen und ambitionierten Umsetzung der EU-Erneuerbaren-Energien-Richtlinie durch die Bundesregierung. Die EU sieht darin vor, dass auch erneuerbare Kraftstoffe wie E-Fuels einen Beitrag zur Integration erneuerbarer Energien in den Verkehrsbereichen leisten können. Die Bundesregierung bekennt sich in der Nationalen Wasserstoffstrategie dazu, die Richtlinie möglichst zügig umzusetzen,  und stellt in Aussicht, den Anteil der erneuerbaren Energien am Endenergieverbrauch des Verkehrssektors im Jahr 2030 über die EU-Vorgaben von mindestens 14 Prozent hinaus zu erhöhen. Welche Rolle E-Fuels für das verantwortliche Bundesumweltministerium dabei spielen, ist eine der mit Spannung erwarteten Klärungen in diesem Jahr.
Und im Luftverkehr? Hier kündigt die Bundesregierung an,  eine Mindestquote für strombasierte Flugkraftstoffe von mindestens 2 Prozent im Jahr 2030 prüfen zu wollen. Nach viel klingt eine Quote von 2 Prozent nicht. Doch ist diese politisch-strategische Verankerung vor allem ein Bekenntnis zu E-Fuels. Immerhin handelt es sich beim Luftverkehr um denjenigen Verkehrsbereich, in dem der Aspekt Sicherheit ganz oben steht. Im Luftverkehr werden folgerichtig die mit Abstand höchsten Anforderungen an die Kraftstoff-Funktionalität gestellt. E-Fuels erfüllen sie. Die strombasierten Kraftstoffe können mit konventionellem Kerosin gemischt werden, eine Flugzeugflotte muss dafür nicht umgerüstet werden. Dies führt zu riesigen Klimaschutzeffekten. Flüssige E-Fuels weisen ebenso wie konventionelle Kraftstoffe höchste Energiedichten auf. Würde die Politik dem klimaneutralen Energieträger den Einsatz in alle anderen Verkehrsbereichen ermöglichen, wäre dies ein logischer Schritt.
CO₂-neutrale Mobilität:
Grüner Wasserstoff und seine Folgeprodukte
wie etwa synthetische Kraftstoffe sind für
den klimaneutralen Verkehr der Zukunft
unverzichtbar.
Gewaltiges Potenzial:
Die deutsche Stahlindustrie muss bis 2050 klimaneutral werden – grüner Wasserstoff soll Koks und Kohle in den nächsten Jahrzehnten
komplett ersetzen.
Import von grünem Wasserstoff – nächste Stufe der Energiewende
Für die Erzeugung von Wasserstoff werden Elektrolyseanlagen benötigt, in denen Wasser mithilfe von elektrischem Strom in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Zwar sollen in den kommenden Jahren laut Strategie viele weitere Elektrolyseanlagen in Deutschland entstehen, mehr als 14 Terawattstunden werden sie bis 2030 aber vermutlich nicht produzieren können.
Damit ist klar: Solar- und Windkraft zur Erzeugung von Wasserstoff und seinen Folgeprodukten ist keineswegs im Überfluss vorhanden. Der aktuelle und zukünftige Bedarf an erneuerbaren Energien abseits des Wasserstoffs ist aber ohnehin schon hoch. Stillgelegte Kohle- und Kernkraftwerke müssen ersetzt und die alte Generation der fossilen Energieträger muss durch klimaneutrale ausgetauscht werden. „Wasserstoff spielt in Zukunft eine wichtige Rolle, aber alles steht und fällt mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien“, sagt daher Graham Weale, Honorarprofessor für Energieökonomik an der Ruhr-Universität Bochum, der eine Studie zum Thema vorgelegt hat. „Wir sind in Europa nicht auf dem richtigen Weg. Der Ausbau der erneuerbaren Energien verlangsamt sich.“
Darum richtet sich die deutsche Wasserstoffstrategie nicht nur nach innen, sondern vor allem nach außen. Der Plan ist es, in sonnenreichen Regionen der Erde grünen Wasserstoff produzieren und von dort nach Mitteleuropa exportieren zu lassen. Die Bundesregierung lotet dafür gerade Partnerschaften aus. Bis Ende 2020 werden mit über 30 Ländern im Norden, Westen und Süden Afrikas Gespräche zur Umsetzbarkeit geführt. „Es gibt viele Länder, die großes Interesse an der Erzeugung und dem Export von grünem Wasserstoff haben“, sagt Stefan Kaufmann. Mit Marokko konkretisieren sich bereits die weiteren Gespräche. Im Wüstenstaat soll eine industrielle Power-to-X-Anlage gebaut werden. „Sie ist sowohl für Marokko als auch für Deutschland ein Meilenstein und hebt die Energiewende auf die nächste Stufe“, sagt eine Sprecherin der KfW Entwicklungsbank, die das Projekt finanziert. „Darüber hinaus will sich die Bundesregierung auch im Bereich der Aus- und Weiterbildung engagieren“, betont Kaufmann. Die Rede ist etwa von Kompetenzzentren an Universitätsstandorten in Afrika, in denen schulische und akademische Ausbildung verzahnt und Expertise in den Partnerländern aufgebaut werden könnten.
Der globale Wettlauf hat ohnehin längst begonnen. „Wasserstoff ist ein Megatrend, nicht nur in Europa“, meint Kaufmann. Wasserstoff in Reinform, Wasserstoff als Grundlage von synthetischen Energieträgern. Grüner Wasserstoff wird in den kommenden Jahren deutlich an Bedeutung nicht nur für die Wirtschaft gewinnen. Auch hohe klimapolitische Erwartungen sind damit verknüpft, schließlich haben sich die EU und ihre Mitgliedstaaten zu einer CO₂-neutralen Lebens- und Wirtschaftsweise im Jahr 2050 bekannt. Die Stiftung Wissenschaft und Politik (SWP) in Berlin geht davon aus, dass Wasserstoff die Handelsbeziehungen in Zukunft prägen und geopolitische Dimensionen annehmen wird. China werde demnach in puncto Wasserstoff der größte Konkurrent des Westens, Länder wie die Vereinigten Arabischen Emirate, Saudi-Arabien und Russland könnten ihre Abhängigkeit von Öl und Gas reduzieren und ganz neue Geschäftsmodelle entwickeln. Tatsächlich will Russland bis 2024 eine Wasserstoffproduktion aufbauen. Der Staatskonzern Gazprom könnte demnach dem Erdgas, das über die Pipeline Nord Stream 2 nach Europa gelangt, Wasserstoff von bis zu 20 Prozent beimischen. Die EU selbst will 145 Milliarden Euro in die Entwicklung der Zukunftstechnologie investieren, Ex-Mitglied Großbritannien stellte im Rahmen der Corona-Hilfe auch Fördergelder für Wasserstoff bereit. Zudem spielen Länder wie die H2-Pioniere Norwegen und Japan, Rohstoffgigant Australien oder Hidden Champion Chile eine gewichtige Rolle. Und dann wären da noch die Vereinigten Staaten, in denen im nächsten Jahr entweder der bisherige oder ein neuer Präsident ins Weiße Haus einziehen wird. „Grüne Investments werden in den Vereinigten Staaten weiter zunehmen, unabhängig davon, wer Präsident ist“, glaubt Kaufmann. Im Sommer sagte die Trump-Regierung bereits 64 Millionen US-Dollar für den Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft zu.
Dafür spricht auch, dass Wasserstoff aus Ökostrom schon 2023 in der Herstellung genauso günstig sein könnte wie Wasserstoff aus Erdgas. Davon profitieren dann auch die Folgeprodukte. Einerseits sinken die Kosten für Windkraft immer weiter und auch Elektrolyseanlagen werden immer günstiger gebaut werden können. Zu diesem Schluss kommt eine Analyse der US-Bank Morgan Stanley. „Wasserstoff ist langfristig absolut notwendig“, meint Energieökonom
Graham Weale. Man müsse halt nur einen ersten Schritt machen, in Vorleistung gehen und investieren – so wie damals bei den erneuerbaren Energien auch.  Der erste Schritt hin zu einer Wasserstoff-Zukunft ist damit klar. Aber er darf nicht der einzige Schritt bleiben.